Étude sur l'intégration innovante de dissipation thermique de substrat de barre laser semi-conductrice et microstructure à refroidissement liquide

CHEN Lang ,  

LIU Jiachen ,  

ZHANG Junyue ,  

WU Shunhua ,  

HUANG Weizhou ,  

ZHANG Rui ,  

WANG Zhenfu ,  

ZHANG Jiachen ,  

LI Te ,  

摘要

L'intégration de la substrat de puce avec des microcanaux est un sujet de recherche de pointe à l'échelle mondiale, présentant des avantages révolutionnaires par rapport aux dissipateurs thermiques microcanaux à refroidissement liquide traditionnels. Elle a été appliquée avec succès dans des domaines tels que le transistor bipolaire à grille isolée, démontrant d'excellentes performances de dissipation thermique. Avec la demande croissante en puissance de sortie des puces laser semi-conductrices dans les grandes installations scientifiques et l'industrie, la gestion thermique devient un enjeu technique clé. Les recherches traditionnelles sur le refroidissement des barres laser se concentrent principalement sur l'optimisation de la structure des dissipateurs thermiques à refroidissement liquide, mais leur capacité de dissipation est limitée par la résistance thermique du chemin de transfert de chaleur. Pour relever ce défi, cette étude propose une conception intégrée substrat de puce/microcanaux avec une nouvelle structure de flux distribuée pour le refroidissement efficace des puces laser semi-conductrices. Cette conception réduit considérablement le chemin de transfert thermique et diminue la résistance thermique, réduisant ainsi efficacement la température de jonction des puces et le débit de refroidissement, fournissant un support technique important pour réaliser des puces laser à haute intégration et haute dissipation thermique. Les résultats montrent que la structure de flux distribuée proposée dépasse les limites de conception des microcanaux de substrat des barres laser semi-conductrices, atteignant une élévation de température de la puce ≤ 40 ℃ sous refroidissement liquide à 0,35 L/min à 20 ℃, et un facteur de remplissage optimal de 0,25 à une densité de flux thermique élevée de 1000 W/cm², avec une élévation de température simulée de la puce de 30,52 ℃.

关键词

barres laser semi-conductrices; refroidissement liquide; microstructure de substrat; dissipation thermique intégrée sur puce

阅读全文